HPA v6-2 バランス型ヘッドホンアンプの検討

HPA v6-2 を使ったバランス型ヘッドホンアンプを検討してたが、普通のv6-2の音と聴き比べてみると、やはり「音のきめ細かさ」や「定位」に大きなアドバンテージがあります。

【聴きくらべの図】
HPA_v6_BAL_10.jpg

左側:普通のv6-2と、右側:試作バラックのv6-2バランス型を、同じ曲・同じヘッドホンで聴き比べてます。

v6-2もかなり音の良いHPAと自負してますが、「バランス型の音の魔力」と言いましょうか、「引き込まれる魅力」は全く凄いことです。最近は帰宅後の癒しにバランス型ヘッドホンアンプの音は欠かせません。(紺屋の白袴というやつで、拙宅にはバランス型ヘッドホンアンプはこのバラック器しかありません(笑))

【HPA v6-2 バランス型の歪率(計算結果)】
HPA_v6_BAL_7.jpg
例によってLTSPiceで計算した歪率を、過去の計算結果と実測の差分を加味した値で補正した推定歪率です。
でも良く考えると、過去のアンプの歪率をそのまま載せて表現してることに他ならないのか?!

で、バランス型出力をアンバランス型に変換するツールを再製作しました。
これまでの失敗はDCアンプ構成にあったかもしれないので、標準的なACアンプに改造しました。
歪率で超高性能LME49860オペアンプを使ってます。電源は負荷が軽いので簡単な抵抗分圧です。RCフィルタを入れてあります。
HPA_v6_BAL_11.jpg

回路図
HPA_v6_BAL_13.jpg

これを使って歪率を計測しました。やっとのことでバランス型HPAの歪率計測ができました。
HPA_v6_BAL_12.jpg

THD:0.0285% ですから、差動増幅と終段増幅を0.2mmのポリウレタン線で接続したバラック回路にしてはまずまずの値と言えます。(注:最大出力時のLTSPice歪率は0.059%でした。今回の歪率計測出力は通常の使用負荷状態です)

50HZ付近の山がバラック回路の影響です。手を近付けると計測波形のベースがフラフラと持ち上がります。

大事なことの記載を忘れるところでした。
バランス型アンプの出力は以下の経路で計測に接続されます。
バランス型アンプ出力(GND出力が無い) -> (GND入力が無い)バランス入力toアンバランス出力(GNDがある) -> (GNDがある)アンバランス入力の測定器
このままの接続ですと、50Hz系に大きなノイズが載ります。歪率は0.1%を超えます。

ここでバランス型アンプの電源GNDを計測器GNDに接続すると、上の写真の歪率になります。
即ちバランス型アンプの歪率計測では、被計測バランス型アンプの電源GNDと、計測器のGNDとの接続が必要ということでした。


これ位低い歪率ならば及第点と思います。LTSPice+ノイズ補正の値にほぼ近いといえます(細かな計測は基板完成品で行いましょう)
バランス型アンプ、作ってみましょう。

【基板設計】
HPA_v6_BAL_6.jpg

v6-2と同じ基板&ケースに入りました。Li-ion電池の保護回路は基板背面(ハンダ面側)に移動しました。
かなり終段Tr周りのスペースには無理やり感がありますが、このケースが使えるメリットを考えると止むを得ませんね。

また前作のバランス型と変わったのは、入力はアンバランス型のみにしたことです。こんな小さなHPAではバランス入力を使うチャンスは殆ど無いのではないかという判断です。よって4連ボリュームが付けられるパターンも排しました。

尚、DCバランスの関係でCOLD側になる入力回路にもカップリングコンデンサが入っています。
この図には載りませんが、ヘッドホン出力はヒロセの6Pコネクタをケースに取り付けて配線します。

【回路図】
HPA_v6_BAL_8.jpg
前作のバランス型アンプでは、入力と負帰還抵抗に10kを超える定数を使っていましたが、LTSPiceでシミュレーションを繰り返すと、普通のv6-2で使用している定数(1,8k,5,1k)の方が歪率に若干の好結果がありました。内部DCの安定度もこの定数が良さそうです。
出力部分にはカップリングコンデンサがあった場合と同じく、コンデンサに溜まった電荷を抜いていた150Ωが付いています。カップリングコンデンサを排したこの回路では不要かと思いましたが、何故かこの抵抗が必要です。
この抵抗も高品位タイプにしたほうが良いかもしれませんが、今回はスペースの点でチップ抵抗にしています。





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2010/3/17 電子工作をプラスしました。

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